100 000 лет без самцов: генетики раскрыли секрет выживания амазонских рыб, размножающихся только клонированием

Амазонская молли (Poecilia formosa), небольшая пресноводная рыба из водоемов Мексики и Техаса, уже много лет является объектом пристального внимания эволюционных биологов. В 1932 году она стала первым признанным наукой позвоночным животным, размножающимся исключительно путем клонирования без участия мужской ДНК. Согласно классическим биологическим теориям, редкие виды животных без полового размножения обречены на быстрое вымирание в течение 10 000 поколений из-за накопления опасных мутаций. Однако данный гибрид, возникший в результате скрещивания самки атлантической молли (P. mexicana) и самца парусниковой молли (P. latipinna), успешно процветает уже более 100 000 лет.

Новое масштабное генетическое исследование, опубликованное в журнале Nature, объясняет уникальный механизм, позволяющий данному виду поддерживать генетическое здоровье на протяжении всего своего существования. Международный коллектив ученых под руководством биоинформатика Эдварда Райсмейера из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана, профессора Уэсли Уоррена из Университета Миссури и профессора Манфреда Шартля из Вюрцбургского университета полностью секвенировал (расшифровал) хромосомный геном амазонской молли и ее ближайших родственников.

Исследователи обнаружили, что популяции рыб поддерживают здоровье своей ДНК с помощью механизма, известного как генная конверсия. В процессе копирования генома дефектные или поврежденные участки одной хромосомы замещаются здоровыми версиями с парной хромосомы. Вероятность возврата мутации к исходному предковому состоянию у Poecilia formosa оказалась в 10,6 раза выше, чем вероятность ее дальнейшего закрепления. Этот случайный, но эффективный процесс заменяет полноценную рекомбинацию генов, свойственную половому размножению, и позволяет естественному отбору отсеивать вредные генетические изменения.

Стоит отметить, что для запуска процесса размножения (гиногенеза) самкам амазонской молли все же требуется спаривание с самцами родственных видов. Однако чужеродная ДНК служит лишь стимулом для деления яйцеклетки и никогда не проникает в генетический код потомства, в результате чего рождаются идентичные материнские копии.

Открытие авторов статьи не только объясняет стотысячелетнюю выживаемость уникальных рыб, но и расширяет теоретические представления об альтернативных путях эволюции высших позвоночных. Ученые планируют использовать полученные данные для дальнейшего анализа механизмов защиты клеток от генетического распада, что в перспективе может найти применение в медицинских исследованиях, связанных с изучением мутационных процессов у человека.

Источник: phys.org